| 研究課題/領域番号 |
15360495
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
伊藤 公孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50176327)
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| 研究分担者 |
佐貫 平二 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80109355)
洲鎌 英雄 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80202125)
登田 慎一郎 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60332186)
藤堂 泰 核融合科学研究所, 理論シミュレーション研究センター, 助教授 (00249971)
福山 敦 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60116499)
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| キーワード | プラズマ乱流 / 核融合燃焼プラズマ / 乱流輸送係数 / 帯状流 / 燃焼プラズマ界面 / 確率遷移 / 乱流構造形成 / 長空間相関 |
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| 研究概要 |
磁場で閉じこめられた高温プラズマにおいては強い乱流が発達し、異常輸送として知られる輸送現象が生まれる。この研究の目的は、核融合自己点火状態にある磁場閉じ込めプラズマの輸送現象の理論的な基礎を形成することである。核融合燃焼状態のプラズマが質的な相違を示しうる可能性に着目して、核融合燃焼プラズマの輸送の基盤構成を目指す。本年度は、乱流輸送モデル解析について、基礎方程式の整理を行った。特に、流体方程式など、内部自由度を簡約化した方程式のモデルを検討した。核融合燃焼状態にあることで起きる変化について、(1)基礎方程式のスケール変換不変性への影響、(2)新たに現れる揺動モードや、(3)時間・空間相関長の変化、の三つの側面について検討した。具体的には、スケール変換不変性がいかに変わるか、幅広いプラズマパラメター領域での乱流輸送係数への変化などを議論した。長波長の揺動への効果や、相関長の変化については、長い相関長を持つ揺動による輸送理論を適用し、理論解析を進めた。帯状流や対流泡の非線形理論を発展させた。特に高温の無衝突状態での乱流と帯状流のエネルギー分配比を理論的に求めることに成功した。この理論成果は、今後輸送シミュレーション・コードに取り入れられ、定量的な解析の基盤となる。界面や分岐を含む構造形成の問題に対し適切な輸送モデルについて考察を始めた。従来の輸送障壁に加えて、燃焼領域と非燃焼領域を分ける燃焼界面と呼ぶべき構造が予想される。その構造の解析に必要なモデルを検討した。燃焼状態から非燃焼状態への遷移について、乱流の確率統計理論を適用し、遷移確率や平均寿命などを計算する理論研究を検討した。
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